Rodzaje śrub i nakrętek – oznaczenia, wymiary i zastosowania

Śruby są uniwersalnymi, powszechnie wykorzystywanymi złączami. Istnieje wiele ich odmian, różniących się od siebie wielkością, kształtem i innymi parametrami. Każdy typ ma swoje przeznaczenie, dlatego bardzo ważne jest, by odpowiednio je dobrać do zastosowania. Przede wszystkim warto orientować się w rozmiarach i rodzajach śrub oraz zabezpieczających je nakrętkach. Z tego wpisu dowiesz się, jak czytać umieszczane na nich oznaczenia!

Rodzaje śrub – klasyfikacja budowy

Standardowa śruba składa się z dwóch części: łba oraz trzpienia. Podstawowym czynnikiem różnicowania śrub jest kształt łba. Pod tym względem wyróżnia się:

• śruby z łbem sześciokątnym,
• śruby z łbem walcowym,
• śruby z łbem stożkowym,
• śruby z łbem grzybkowym,
• śruby bez łba,
• korki gwintowane,
• pozostałe śruby z gwintem metrycznym (np. hakowe, skrzydełkowe, z łbem stożkowym soczewkowym, z łbem radełkowanym, z uchem, z łbem zaokrąglonym itp.).

Najpopularniejszą odmianą są wytrzymałe, a do tego dość uniwersalne śruby z łbem sześciokątnym.

Pewne różnice występują także w kwestii kształtu trzpienia. Najczęściej spotyka się podział na:

• śruby z gwintem na całej długości trzpienia (gwint pełny – DIN 933 – dla śrub z łbem sześciokątnym),
• śruby z gwintem na części długości trzpienia (gwint niepełny – DIN 931 – dla śrub z łbem sześciokątnym).

Rodzaje śrub są opisywane za pomocą specjalnych oznaczeń, które pomagają szybko je rozróżniać i sprawdzać ich parametry.

Oznaczenia śrub – co opisują?

Dzięki oznaczeniom śrub można łatwo znaleźć i wybrać odpowiednie łączenie. Kody składające się z liter i liczb określają najważniejsze parametry:

• kształt,
• rodzaj gwintu,
• wymiary,
• klasę własności mechanicznych.

Oznaczenia zostały opracowane na podstawie norm jednej z trzech instytucji. Najczęściej stosuje się system DIN  (niem. DeutschesInstitut fur Normung – Niemiecki Instytut Normalizacyjny), ale częste są też ich odpowiedniki ISO (ang. International Organization for Standardization – Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna ) lub PN (Polskie Normy).

Dla przykładu, śruba z łbem walcowym z gniazdem sześciokątnym (potocznie nazywana imbusową) może być wykonana zgodnie z normą DIN 912, ISO 4762 albo PN 82302. Czy oznacza to, że trzy złącza wykonane wg DIN, ISO i PN będą identyczne? Niekoniecznie. Na pierwszy rzut oka mogą się takie wydawać, ale zdarza się, że różnią je drobne szczegóły, np. tolerancja wykonania.

Oznaczenie śruby składa się z kilku elementów. Zwykle wygląda tak, np.: DIN 931 M10x80. Pierwszy człon (DIN 931) wskazuje normę, według której wykonano śrubę. W dalszych częściach wpisu rozszyfrujemy kolejne części oznaczeń.

Rodzaj gwintu śruby

Kolejny człon standardowego oznaczenia opisuje rodzaj gwintu. Najczęściej spotyka się literę „M”, czyli gwint metryczny. W tym miejscu może jednak pojawić się też „MF” (gwint metryczny drobnozwojowy), „UNC” (gwint calowy) lub „UNF” (gwint calowy drobnozwojny). Gwint metryczny i calowy różnią się od siebie zarysem gwintu, który wynosi 60˚  i 55˚.

Rozmiar i skok gwintu śruby

Następny człon określa rozmiar śruby. Dla przykładu, M10x25 to śruba metryczna o średnicy 10 i długości 25 mm.

Przy okazji często uwzględnia się też skok gwintu śruby. Wtedy np. M10x1,25×40 to śruba o średnicy 10 mm, ze skokiem gwintu 1,25 mm, o długości 40 mm. Oznaczenia mogą jednak różnić się w zależności od rodzaju skoku.

• W gwincie metrycznym / metrycznym drobnozwojowym skok to odległość między wierzchołkami zwoju. W powyższym przykładzie są od siebie oddalone o 1,25 mm (wymiary podaje się w milimetrach).
• W gwincie calowym wskazuje się liczbę wierzchołków mieszczących się na odcinku 1 cala. Śruba opisana jako np. UNC 3/4”-10 ma 10 zwojów na 1 cal. Średnicę i długość również podaje się w calach.

Przy tym trzeba zaznaczyć, że długość mierzy się do miejsca, w którym śruba licuje się z podłożem po wkręceniu. Parametr ten określa więc długość tego fragmentu, który zostaje umieszczony w materiale. Z tego względu śruby mierzy się inaczej, w zależności od ich rodzaju.

Śruba z łbem stożkowym całkowicie zrównuje się z płaszczyzną (wyjątek stanowi śruba z łbem stożkowym soczewkowym) w którą została wkręcona, dlatego oznaczenie określa jej całkowitą długość.

Łeb śruby sześciokątnej po wkręceniu nieznacznie wystaje ponad płaszczyznę, dlatego jej długość mierzy się od czubka gwintu do łba (ale się go nie uwzględnia).

Długość śrub dwustronnych jest opisywana z kolei z pominięciem długości jednego z gwintów, oznaczanego jako b1.

Klasy wytrzymałości śrub

Wytrzymałość śruby opisuje klasa własności mechanicznych. W przypadku elementów ze stali austenitycznych (m.in. stal nierdzewna A2 i kwasoodporna A4), przyjmuje następujące wartości:

• 50 – wytrzymałość na rozciąganie 500 MPa (umowna granica plastyczności 210 MPa),
• 70 – wytrzymałość na rozciąganie 700 MPa (umowna granica plastyczności 450 MPa),
• 80 – wytrzymałość na rozciąganie 800 MPa (umowna granica plastyczności 600 MPa),
• 100 – wytrzymałość na rozciąganie 1000 MPa (umowna granica plastyczności 750 MPa),
• 12H – twardość HV min. 125, max. 200,
• 21H – twardość HV min. 210.

Przy oznaczaniu stali nierdzewnej i kwasoodpornej niekiedy stosuje się wyłącznie oznaczenie materiału (np. A2 czy A4), bez wskazywania klasy własności. Wiąże się to z marginalną fizyczną granicą plastyczności tych materiałów. Rozmiar i kształt śrub determinuje nominalne klasy wytrzymałości – przykładowo A2-70 (wytrzymałość na rozciąganie 700 MPa) dla śrub w rozmiarach M6-M24 oraz A2-50 (wytrzymałość na rozciąganie 500 MPa) dla mniejszych i większych rozmiarów.

Klasę własności mechanicznych określa się także zapisując dwie cyfry oddzielone kropką (np. 8.8, 10.9, 12.9 itd.). Oznaczenie tego typu stosuje się w przypadku stali węglowej. Im jest wyższe (liczba jest większa), tym większa twardość. Opis wskazuje na wyższą klasę wytrzymałości śrub, ale też większą kruchość materiału.

Rodzaje nakrętek

Przy stosowaniu śrub często niezbędne są nakrętki, dlatego również warto wiedzieć, jak je dobierać. Podział przede wszystkim odnosi się do ich kształtu.

Najczęściej spotykanymi odmianami nakrętek są:

• sześciokątne,
• kwadratowe,
• kołnierzowe,
• radełkowane,
• skrzydełkowe (motylkowe),
• ślepe,
• złączne,
• wieńcowe,
• z uchem.

Najpopularniejszym rodzajem są wszelakiego rodzaju nakrętki sześciokątne.

Elementy tego typu również oznacza się zgodnie z normami DIN, ISO i PN. Ich rozmiary i wytrzymałość opisuje się tak samo, jak w przypadku śrub.

Nakrętki występują też w wielu podtypach, spotkać można np. zwykłe, niskie, długie, wysokie, z kołnierzem stożkowym czy samozabezpieczające.

Rodzaj nakrętki dobiera się na podstawie rozmiaru i typu gwintu, a także użytego materiału i klasy wytrzymałości – powinny być takie same, jak u śruby.

Chcesz poszerzyć swoją wiedzę o śrubach, nakrętkach oraz innych elementach złącznych powszechnie stosowanych w przemyśle? Zapraszamy do regularnego przeglądania naszego bloga – zobacz inne wpisy!